PLC’lerin Yapısı Nasıldır? PLC Ana Birimleri Nelerdir?

PLC’lerin Yapısı Nasıldır?

PLC’nin yapısı incelenirse üç ana bölümden oluştuğu söylenebilir. Bu ana bölümler aşağıda gösterilmiştir:

  1. Merkezi İşlem birimi
  2. Giriş birimi
  3. Çıkış birimi

Sensör, sınır anahtarı, buton gibi elemanlardan gelen elektriksel sinyaller lojik değerlere dönüşerek 0 veya 1 olur. Giriş sinyalleri hem analog, hem de dijital olabilir. Analog sinyallerin PLC tarafından kabul edilmesi için mutlaka analog modüllere ihtiyaç duyulur. Bu modüller bazı PLC’lerde hazır şekilde bulunur. Aşağıdaki şekilde PLC’nin blok şeması gösterilmiştir:

Lekil 1: PLC Blok Şeması (PLC Yapısı)

PLC cihazındaki bulunan bu bloklar, hafızanın boyutu, giriş – çıkış birimlerinin özelliği ve sayısı, mikroişlemcinin hızı açılarından farklılık göstermektedir. Farklılık göstermeyen bu birimlerin yerleşim planıdır. Şekil 2’ de PLC’nin yapısını oluşturan elemanların yerleşim planı gösterilmektedir.

Şekil 2: Örnek PLC Yerleşim Planı

1. Merkezi İşlem Birimi

Bu birim, yani CPU (Central Processing Unit) giriş biriminden aktarılan lojik değerleri belleğine yükler ve bu değerlere göre programı yürüterek çıkış birimine aktarır. Bilgisayarların beyni CPU olduğu gibi PLC’lerde de CPU beyin rolünü oynar. Piyasada birbirinden farklı beklentileri karşılayacak CPU modelleri mevcuttur. Bu modeller sayıcı sayısı, zamanlama sayısı, hafıza tutumu, hafıza elaman sayısı, işleme hızı gibi değerlerle birbirinden farklılık göstermektedir.

Merkezi işlem birimi, program belleği, temel yazılım, kullanıcı programı ve veri belleği gibi bellek yapılarından oluşmaktadır.

  • Program belleği, program adını alan bütün komutları içerisinde bulundurur. Merkezi işlem biriminin temel yazılım ve kullanıcı program belleği bu alanda yerleşmektedir.
  • CPU’nun ikinci bellek yapısı olan temel yazılım, Siemens gibi firmalar tarafından verilen PLC’nin programlanabilmesini sağlar.
  • Kullanıcı programı, isminden de görüldüğü gibi operatör (kullanıcı) tarafından yazılan programlardır. Bu alanın avantajı istenildiği zamanda silinip yeniden tasarlanabilmesidir.
  • Veri belleği alanıysa program tarafından üretilen önemli verileri ve aynı zamanda giriş-çıkış işaret durumlarını hafızasına kaydeder

2. Giriş birimi

PLC’nin ana bölümlerinden olan giriş birimi, kendisine bağlanan elemanlardan (seviye,sıcaklık sensörü, buton, anahtar vb) alınan sinyalleri mantıksal değerlere dönüştürerek merkezi işlem ünitesine aktaran bir birimdir. PLC giriş devresine gelen bir sinyalin lojik 1 kabul edildiği bir alt sınır ve lojik 0 kabul edildiği bir üst sınır vardır.

Günümüzde PLC’lerin giriş ve çıkış üniteleri CPU’dan optik izolatör ile ayrılmıştır. Şekil 3’te PLC cihazının giriş yapısı gösterilmiştir.

Şekil 3: PLC Cihazının giriş yapısı

3. Çıkış Birimi

Bu birim, sık sık ismini duyacağımız çıkış görüntü belleğine (PIQ) kaydedilen mantıksal değerleri elektriksel işaretlere dönüştürererek, çıkışa bağlanan kumanda elemanlarını sürer. Çıkış birimi, röle, tiriyak ve transistor çıkışlı olabilir.

Şekil 4: PLC Cihazının Çıkış Yapısı

PLC cihazının duygu organı olarak adlandırılan giriş ve çıkış ünitesi yaptıkları işlere göre çeşitli sınıflara ayrılmaktadır. Bu birimler analog, rakamsal ve özel giriş-çıkış birimleridir.

4. PLC Bellek / Hafıza Elemanları

Bellek, programlanabilir lojik denetleyicilerin çalışması için gerekli ve diğer üç bölüm kadar önemli olan birimlerden biridir. PLC’lerde bellek, üretici firma tarafından aktarılan önemli verilerin ve aynı zamanda operatör (kullanıcı) tarafından yüklenen programların saklandığı alandır. Hafızalar birbirinden yaptıkları işleme ve yapılarına göre ayrılmaktadır.

Rastgele Erişimli Bellek (RAM), yazılabilen ve okunabilen hafıza türü olduğu için sadece okunabilir bellekten farklılık göstermektedir. Bu bellek türünün dezavantajıysa herhangi bir elektrik kesilmesi veya cihazda oluşan arıza nedeniyle silinerek kaybolmasıdır.

Sadece okunabilir bellek gibi bilinen ROM, PLC’lerin çalışması için üretici firma tarafından yüklenen bilgilerin saklandığı alandır. İçerisinde barındırdığı bu bilgiler, herhangi bir müdahale yapılmadan sadece okunabilir. ROM hafıza çeşidinin üstünlüğü elektrik kesilimi gibi problemlere aldırış etmeden sabit durmasıdır. ROM belleğin üç türü vardır ve bu türler aşağıda anlatılmıştır:

Şekil 5: PLC ROM Belleğinin Blok Şeması

PROM, besleme gerilimi kesilse bile hafızasındakı verileri korur. PROM hafızanın ROM’dan farkı yalnız bir kez kullanıcının müdahale edebilmesidir. Bir kez müdahale edildikten sonra aynı ROM’da olduğu gibi sadece okunabilir.

EPROM, diğer bellek türlerinden farkı içerisinde tuttuğu bilgiyi 20 dakika boyunca ultraviyole ışın tatbik edilmesiyle silebilmesidir. Silinen bilgiler tekrar istenildildiği gibi programlanabilir.

EEPROM, elektrikle silinip programlanabilir ROM bellek türüdür. Ultraviyole ışınla silinebilen bellek türlerine, örneğin EPROM’a benzerlik göstermeleri ile tanınırlar.

5. Programlama Birimi

PLC’nin program belleğine yazılan komutlar, programlama birimi adını verdiğimiz aygıt ile yüklenir. Programlama birimi, operatör ile PLC arasındaki haberleşmeyi sağlar. Programlama birimi aynı zamanda giriş/çıkış, sayıcı, zamanlayıcı ve veri belleğindeki ceşitli kaydedicilerin durumlarının gözlemlenmesi ya da değiştirilmesi gibi olanakları da sağlar.

Günümüzde genel amaçlı kişisel bilgisayarlara yüklenen özel yazılımların kullanımı yaygındır. Bu yazılımlar özellikle kumanda devreleri ile ilgili kişilerin kolayca kullanabilecekleri ve kolayca uyum sağlayabilecekleri özel programlardır.

6. Genişleme Birimleri

Bazen kumanda problemlerini çözerken PLC’nin kapasitesi az gelebilir ve bu nedenle cihaza ek modüller bağlanır. Takılmış ek modüllere genişletme modülleri adı verilmiştir. PLC’ye eklenmiş olan giriş ve çıkış üniteleri cihazın marka ve özelliklerine göre değişir. Hangi firmanın PLC’sine genişletme modülü eklenecekse o firmanın piyasaya sürdüğü genişletme üniteleri kullanılmalıdır. Şekil 6’ da PLC’ye eklenmiş genişletme birimleri görülmektdir:

7. Haberleşme Modülleri

Profibus, Profinet, RS232, RS485 ve GPRS gibi iletişim modülleri, PLC’ler veya diğer cihazlarla iletişim kurmak için kullanılır. S7-1200 model PLC’lerin bilgisayar ile haberleşmesi için Profinet bağlantı kablosu kullanılır. Profinet kablosu gürültüden etkilenmeyen özelliğe sahiptir ve saniyede 10/100 Mbit’e kadar veri aktarımını desteklemektedir.

1200 PLC haberleşme modülleri

Bu yazımızda sizlere PLC’lerin yapılarından bahsettik. Umarız bu konuda genel bir bakış açısı edinmenizi sağlayabilmişizdir.

KAYNAKÇA

Maryam Mammadli, Y. Lisans Tezi, SCADA TABANLI PLC İLE SERVO MOTOR HIZ KONTROLÜ, 2020

KURSLARIMIZ

BLOG KATEGORİLERİ

SON YAZILAR

Mesajınız için teşekkür ederiz. Size en kısa sürede ulaşacağız.
Mesajınızı gönderirken bir hata oluştu. Lütfen tekrar deneyin.

İletişim Bilgilerinizi Bırakın Biz Sizi Arayalım!

Sizin memnuniyetiniz, bizim mutluluğumuzdur…

Mesajınız için teşekkür ederiz. Gönderildi.
Mesajınızı gönderirken bir hata oluştu. Lütfen tekrar deneyin.